第五章土壤的形成、分類與分布

第五章土壤的形成、分類與分布第一節(jié)土壤的形成過程一、自然土壤的形成過程二、成土因素在成土過程中的作用三、土壤的剖面形態(tài)特征四、主要成土過程第二節(jié)土壤分類原則與分類系統(tǒng)一、土壤分類的目的和意義二、我國土壤分類系統(tǒng)第三節(jié)土壤分布規(guī)律性第三節(jié)土壤分布規(guī)律一、水平地帶性二、垂直地帶性三、土壤區(qū)域性一、土壤形成過程的一般概念

土壤形成過程指的是在一定的時空條件下，母巖或母質與生物、氣候因素以及土體內部所進行的物質與能量的遷移和轉化過程的總體。這一過程的總體可用圖9.1、圖9.2予以說明。第一節(jié)土壤的形成過程圖9.1土壤形成中物質遷移和轉化示意圖圖9.2土壤能量轉換示意圖二、自然土壤形成

土壤形成不外乎是由土壤的有機質積累和地球化學兩個基本過程組成的。這兩個基本過程則是土壤形成的實質（基本矛盾）。

地球化學過程（地質大循環(huán)）

有機質積累過程（生物小循環(huán)）

土壤形成的實質

（一）地質大循環(huán)

巖石礦物經風化作用所釋放的可溶溶性養(yǎng)料和粘粒等風化產物，受雨水的淋溶，使其隨雨水流到低處進入江河，最后匯入海洋，沉積以后，經漫長的地質年代，又重新形成巖石。當?shù)貧ぐl(fā)生變動，海底變?yōu)殛懙貢r，巖石重新露出地面，又可再次進行風化、淋溶和沉積等過程。

巖石風化產物巖石特點：時間極長，范圍廣，植物營養(yǎng)元素向下淋失。（二）生物小循環(huán)

由風化釋放出的無機養(yǎng)分轉變?yōu)樯镉袡C質再轉變?yōu)闊o機養(yǎng)分的循環(huán)。

養(yǎng)分有機物養(yǎng)分

特點：時間短、范圍小，植物營養(yǎng)元素向上富集。

陸上巖石母質可溶性及難溶性物質海底沉積巖大循環(huán)活有機體有機殘體土壤的發(fā)生和發(fā)展可溶性及難溶性物質腐殖質肥力不斷提高小循環(huán)大小循環(huán)的關系風化作用風化作用地殼上升生物、化學、機械沉積作用養(yǎng)分釋放微生物分解礦物化腐殖化（三）地質大循環(huán)和生物小循環(huán)的關系

1、生物小循環(huán)是在地質大循環(huán)的基礎上發(fā)展起來的。地質大循環(huán)是營養(yǎng)元素的釋放。生物小循環(huán)是養(yǎng)料的累積。2、兩種過程相互滲透和不可分割，同時同地進行。3、地質大循環(huán)僅僅形成了成土母質。沒有創(chuàng)造符合植物生長需要的良好的水、肥、氣、熱條件。生物小循環(huán)使巖石風化產物脫離了母質階段，形成土壤。

土壤形成的實質是地質大循環(huán)和生物小循環(huán)的矛盾與統(tǒng)一。三、成土因素在成土過程中的作用

土壤體內部的生物小循環(huán)和地質大循環(huán)是推動土壤形成或發(fā)展的內因；土壤形成的因素則是土壤形成的外因。這些土壤形成因素通過土壤形成的內因推動或制約土壤的形成和發(fā)展。土壤形成因素可分為兩大類：

人為作用自然成土因素無論什么類型的土壤，總有它自己的起源，并始終是母質，生物，氣候，地形和成土時間等自然成土因素綜合作用的產物。（一）母質殘積類型——殘積母質沖積母質流水沉積坡積母質洪積母質成土母質水類型湖積母質海積母質黃土母質運積母質風砂丘冰川——冰磧母質地心引力——重力堆積母質

1、總的來說，母質一方面是建造土體的基本材料，是土壤的“骨架”：另一方面它是植物礦質養(yǎng)料元素(氮素不在內）的最初來源。2、母質因素直接影響著成土過程的速度，有時還影響于成土過程的性質或方向。一般地說，成土過程進行得愈久(即定向發(fā)育時期愈長)，母質同土壤的性質差別就愈大：但母質的某些性質，卻會頑強地保留在土壤中。3．從母質風化釋放的各種元素在戍土過程中的作用來分析，主要有以下一些特點：硅，鋁，氧三元素是母質中含量最多的元素，它們是形成土壤枯粒礦物的骨架。鐵、錳二元素在土壤氧化還原過程中起重要作用，又是土壤中主要的有色變價元素，它們在通氣良好的氧化條件下，分別呈現(xiàn)紅、黃色(鐵)和褐、黑色(錳）。在還原條件下，鐵呈青色，錳則無色或呈粉紅色(如硫酸錳)。鈉、鉀等一價堿金屬鹽基離子是促使粘粒及腐殖質分散的主要離子，易造成土壤粘閉．泥濘而不利通氣滲水；堿性鈉鹽在土壤中富集，則可生成鹽堿土。

鈣、鎂等二價堿土金屬離子是促進粘粒凝聚以形成穩(wěn)固的土壤團聚體的重要元素，對土壤結構的形成有重要作用，而它們以碳酸鹽形態(tài)在土體的下層淀積時，就形成了鈣層土，是半濕潤、半干旱區(qū)土壤發(fā)育的重要標志之一。硫素，除作為植物養(yǎng)料元素外，還可以Fe5或FeS：(黃鐵礦)形態(tài)積累于還原性土壤中。它們被氧化后，可形成硫酸。這在特定的成土條件下，可產生酸性硫酸鹽土，呈極端強烈的酸性反應，其pH值可低至2—3以下。4、成土母質與土壤質地關系密切。母巖對紅壤顆粒組成的影響母巖各級顆粒含量（%）質地名稱粗砂粒細砂粒粗粉粒細粉粒粗粘粒細粘粒片巖6321961225粉壤土砂巖0212242231粉粘土花崗巖249851440壤粘土砂頁巖0201551545粘土5、不同成土母質的礦物組成及化學組成不同。原生礦物：基性巖母質含角閃石、輝石、黑云母等抗風化力弱的深色礦物較多。酸性巖母質則含石英、正長石、白云母等抗風化強的淺色礦物較多。粘土礦物：酸性巖中鉀長石能形成高嶺石等。化學組成：從基性巖到酸性巖母質，隨硅的增加而鐵、錳、鎂鈣顯著減少，鈉鉀則顯著增加。不同母巖發(fā)育的紅壤化學特征地點母巖層次

H2O

SiO2Al2O3Fe2O3

CaO

MgOK20

Na20

表土16.2622.8232.5318.99痕跡0.120.220.14云南石灰?guī)r底土18.4923.6033.6219.96痕跡0.090.220.13母巖7.971.900.400.2836.6811.100.06痕跡表土13.7330.7730.6718.18痕跡0.530.090.03廣東玄武巖底土13.5031.5731.5315.95痕跡0.430.100.10母巖0.0549.2815.882.828.848.130.773.59表土11.1854.5622.106.00痕跡0.420.160.12五指山花崗巖底土10.4954.4624.334.86痕跡0.411.900.14母巖1.8871.8316.131.011.300.793.372.45(二)氣候

氣候決定著成土過程的水、熱條件。水分和熱量不僅直接參與母質的風化過程和物質的地質淋溶過程，而更為重要的是它們在很大程度上，控制著植物和微生物的生長，影響土壤有機物的積累和分解，決定著養(yǎng)料物質的生物小循環(huán)的速度和范圍。所以氣候因素直接或間接影響土壤形成過程的方向和強度及影響土壤地理分布，是土壤形成和發(fā)展的重要因素。1、氣候對土壤水熱狀況2、氣候對土壤有機質含量的關系3、氣候對風化過程和土壤淋溶過程的影響風化速度母質及土壤風化層的厚度，隨上溫及濕度的增高而增厚，這是一種普遍的現(xiàn)象。土溫或氣溫與土壤育機質，全氮量并沒有一定的相關性。土壤顏色亦因土溫或氣候帶的溫差而不同。在冷濕帶，土色以灰為主；在暖熱半濕潤帶，常呈棕色至褐色：暖濕熱帶，土色常呈赤色，棕紅色或黃色。表土顏色和有乎竺苧苧相關性較大，表土有機質多，呈黑灰色。但亞表土的基色剛主要由鐵、錳氧化物或氫氧化物的含量和分散度所決定。土溫高，土壤內排水好．土壤中鐵，錳物質的氧化及水化過程強烈發(fā)展，使土壤常顯紅、黃色；苦排水不良，則因鐵，錳被還原而呈青色。（三）生物生物在成土過程中的作用1、生物有創(chuàng)造養(yǎng)分的能力。2、生物有選擇吸收的性能。3、生物有集中養(yǎng)分的能力。4、生物有保蓄養(yǎng)分的能力。植被在成土過程中的作用：把分散在母質、水體和大氣中的營養(yǎng)元素選擇地吸收起來，利用太陽輻射，進行光合作用，制造成活有機質，并把太陽能轉變?yōu)闈撃?，再以有機殘體的形式，聚積在母質表層。然后，經過微生物的分解、合成作用，或進一步轉化，使母質表層的營養(yǎng)物質和能量逐漸豐富起來，改造了母質，推動土壤的發(fā)展。二、土壤的剖面形態(tài)特征土壤剖面：從地面向下挖掘而裸露出來的垂直切面。產生的原因：由于自然因素和人為因素的影響，土體中發(fā)生物質的移動與淀積，使土壤上下土層在形態(tài)或成分上發(fā)生差異，出現(xiàn)土壤發(fā)生層次。研究的意義：了解成土因素對土壤形成過程的影響以及土壤內部的物質運動、肥力特點等內部性狀。是區(qū)別土壤類型的重要方法之一。剖面形態(tài)鑒別的依據：土壤顏色、質地、結構、松緊度、新生體、酸堿度、石灰反應等。土壤層次分化過程：

CA

C

A

B

C

A

EBC母質幼年土成熟土老年土

1、自然土壤剖面覆蓋層（O）

O疏松的枯枝落葉層，未經分解。

Ah

暗色的腐殖質層。腐殖質與土粒混合物。淋溶層（A）E

灰白色的灰化層。易溶性物質失。

AB

向B層過渡層，似A層。淀積層（B）

B棕色至紅棕色的淀積層。

BC

向C層過渡層。母質層（C）C

巖石風化物的殘積物或運積物?；鶐r（R）

R

未風化的巖石。2、耕作土壤剖面耕作層疏松、結構良好，有機質含高

A

顏色較暗，厚度為15-30厘米。

犁底層P

厚度約10-15厘米，緊實、色淺，（亞表土層）心土層

W

色淺、緊實、保水保肥。受耕（生土層）作施肥影響少。底土層C

色淺，緊實，保持母質特性。（死土層）微生物在成土過程中的作用：分解有機質釋放各種養(yǎng)分；合成腐殖質；固定空氣中的氮素；釋放礦物中的礦質營養(yǎng)。動物在成土過程中的作用：是土壤有機質的來源；影響土壤中物質的遷移和轉化；（四）地形因素1、地形與母質的關系山地上部母質主要是殘積母質；坡地母質主要是坡積物；山前平原母質為洪積物；在河流階地、濱海附近主要是沖積物和海積物。2、地形與水、熱條件的關系不同地形部位影響土壤水分和熱量分布，從而導致土壤礦物質和有機質的分解、合成、淋溶、積累以及土壤剖面的發(fā)育各異。3、地形與土壤發(fā)育和地理分布的關系在山區(qū)，由于海拔高度和地形的關系，從山底到山頂，氣候和植被發(fā)生有規(guī)律的變化，從而使山地土壤具有垂直分布的特點。南、北坡組合類型和界限也有明顯的區(qū)別。（五）時間因素土壤形成的母質、氣候、生物和地形等因素的作用程度或強度，隨著時間的延長而加深。（六）人類活動四、主要成土過程（一）原始土壤的形成過程巖石母質水分、養(yǎng)料生物無機營養(yǎng)型細菌異養(yǎng)型細菌二氧化碳藻類和地衣原始植物群落生物累積原始土壤（二）有機質聚積過程土體上部進行有機質積累的過程。包括腐殖化和泥炭化過程等。（三）粘化過程土壤中粘粒形成和積累的過程；包括殘積粘化和淀積粘化。前者發(fā)生在干旱區(qū)；后者發(fā)生在暖溫帶。（四）鹽化及脫鹽過程鹽化過程：是各種易溶性鹽類在土壤表層逐漸積聚的過程。脫鹽過程：鹽土在人類改良利用措施的影響下，逐漸排除過多的鹽類，降低含鹽量的過程。（五）堿化和脫堿過程（六）白漿化過程在季節(jié)性還原淋溶條件下，粘粒與鐵、錳淋溶淀積的過程。（七）灰化過程在酸性淋溶作用的條件下，土壤表層除石英外的其他礦物被淋失或從土體排出，其結果在殘落物層下部，形成強酸性的灰白色土層。（八）脫硅富鋁化過程土體中脫硅、富鐵鋁的過程。（九）潛育化過程（十）潴育化過程（十一）熟化過程在人類的合理利用和定向培育下，土壤向著肥力提高的方向發(fā)展的過程。第二節(jié)土壤分類原則與分類系統(tǒng)一、土壤分類的目的和意義

目的是闡明土壤在自然因素和人為因素影響下發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律；揭示成土條件、成土過程和土壤屬性之間的必然聯(lián)系，從而建立土壤分類系統(tǒng)，使人們能更好的認識、利用、改良和保護現(xiàn)有的土壤資源。二、我國土壤分類系統(tǒng)

分類的原則：客觀地反映土壤發(fā)生及其演變規(guī)律、肥力和生產性能等自然規(guī)律。我國分類系統(tǒng)：采用土綱、亞綱、土類、亞類、土屬、土種、亞種七級分類制。第三節(jié)土壤分布規(guī)律土壤地帶性：研究土壤在地球表面的分布規(guī)律，以及產生這種分布規(guī)律的原因。

地帶性規(guī)律：土壤與大氣候、生物相適應的分布規(guī)律。包括：一、水平地帶性

土壤在水平方向上隨生物氣候帶而演替的規(guī)律性；二、垂直地帶性

土壤